《数学广角--鸽巢原理》教学设计
【教学目标】
知识目标:历经“鸽巢原理”的探究过程,初步了解“鸽巢原理”,会用“鸽巢原理”解决简单的问题。
能力目标:学会遇到问题主动分析,培养探究意识和探究能力以及有序思维、归纳总结知识的能力。
情感目标:通过“鸽巢原理”的灵活应用感受到数学的魅力。
【教学重点】经历“鸽巢原理”的探究过程,了解掌握“鸽巢原理”。【教学难点】理解鸽巢原理,并对一些简单实际问题加以“模型化”。【教具、学具准备】学生:每组5根小棒、4个杯子;教学课件、一副扑克牌 。
【教学过程】
一、联系生活,激趣导入
游戏导入-----猜牌游戏。
师:同学们,朱老师和大家一起来玩一个猜牌游戏,好不好?一副扑克牌有54张去掉两张王牌,剩52张,现在请一位同学随意抽五张牌反扣在桌上,朱老师能猜出你摸到的牌是什么花色。相信吗?赶紧试一试吧!
指名学生任意抽出5张牌。
师猜:抽出的5张牌中至少有两张牌是同花色的。揭晓答案之前我想请大家说一说你对这句话的理解。
生:5张牌里最少有两张是一样的花色,还有可能同花色不止两张,会有更多张。
师:同意她的理解吗?好,见证奇迹的时刻到了——三张黑桃、一张红桃、一张梅花。(至少有两张牌是同花色的,这里有三张是同花色的)朱老师猜对了吗?其实这个游戏里就蕴藏着一个重要的数学原理,老师相信集合大家的智慧,你们一定能够发现其中的奥秘!
设计意图: 由学生熟悉又感兴趣的游戏导入,激发学习兴趣,为原本枯燥的数学课注入了活力。
动手实验、 探究新知
学习例1。
1.出示例题1: 把4枝笔放进3个笔筒里,可以怎么放?有几种放法?结果会怎样?
2.请同学们以小组为单位进行学习研究。
3.出示小组学习要求:
利用准备好的4枝笔和3个笔筒摆一摆、放一放。认真观察并记录共有几种放法?并观察每一种放法是否总有一个笔筒至少放进2枝笔。小组长准备进行汇报。
4.师巡视学习情况,及时了解学情。
5.小组长汇报。
学生展示时用学具操作,课件出示摆的几种情况并记录。(引导学生明确虽然摆放的顺序不一样,但是同一种放法)
可能会出现以下几种放法:
(4,0,0) (3,1,0) (2,2,0) (2,1,1) 师:老师欣赏这组同学的操作步骤,按一定顺序,可以做到不重复,不遗漏。
师:观察这4种放法,你们小组有什么发现?
生:我们发现不管怎么放,总有一个笔筒里面至少有2枝笔。
师:“总有”是什么意思?“至少”是什么意思?
生:“总有”是“一定会有”;“至少”是“最少”。
师:也就是说一定会有一个笔筒里最少放进两枝笔。
初识本质。
师:观察四种放法,有没有哪种放法能直接地、明显地得到这个结论?
生:(2,2,1)
师:你们同意吗?
师:这种分法,实际就是怎么分的?
生:平均分。
师:你能用算式表示分的过程吗?
板书算式:4÷3=1(枝)……1(枝)
师:你能解释一下算式的含义吗?
生:“4”表示笔的枝数,“3”表示笔筒个数,商“1”表示平均每个笔筒放进1枝笔,余数“1”表示还剩1枝笔。剩下的1枝笔无论放进哪个笔筒,总有一个笔筒至少放进2枝笔。
师:理解得非常透彻,表述得特别清楚,为你点赞!(还可以再让一个学生说一说)
7.模型初建。
把4枝笔放进3个笔筒里,总有一个笔筒里至少有 2 枝笔。
把5枝笔放进4个笔筒里,总有一个笔筒里至少有 ( )枝笔。
把6枝笔放进5个笔筒里,总有一个笔筒里至少有 ( )枝笔。
把7枝笔放进8个笔筒里,总有一个笔筒里至少有 ( )枝笔。
……
把100枝笔放进99个笔筒里,总有一个笔筒里至少有 ( ) 枝笔。
师:5枝笔放进4个笔筒里,总有一个笔筒里至少有几枝笔?
生:5枝笔放进4个笔筒里,不管怎么放,肯定有一个杯子里至少有2枝笔。
师:大家同意吗?还要像刚才那样一一列举所以的放法吗?用哪一种方法操作就能验证这个结论?
生:用平均分的方法就可以了。
师:你能列式计算吗?
板书:5÷4=1(枝)……1(枝) 1+1=2(枝)
依次快速口答,感悟本质。
师:观察这些题目,你有什么发现?
小组学习交流:观察这些题目,你有什么发现?
组内交流,指名汇报。
生:笔的枝数比笔筒的个数多1。
生:当笔的枝数比笔筒的个数多1时,总有一个笔筒至少放进2枝笔。
师:同学们观察发现的能力非常棒,这就是蕴藏在猜牌游戏里的数学原理——鸽巢原理。板书课题。“鸽巢原理”又称“抽屉原理”,最先是由19世纪的德国数学家狄里克雷提出来的,所以又称“狄里克雷原理”。在这里我们可以把笔看作物品,把笔筒看作抽屉,当抽屉数比物品数多1时,总有一个抽屉至少放进2个物品。
设计意图:从直观具体入手,通过操作、观察、分析、交流等数学活动,让学生历经知识形成的整过程,深刻理解“鸽巢原理”的本质。
学习例2
1.出示例2(1):把5枝笔放进2个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有几枝笔?(这个题目和我们刚刚学习的鸽巢原理有什么不同的地方吗?)
生:刚才的题目中笔的枝数都是比笔筒的个数多1,现在笔的枝数不是比笔筒的个数多1了。
师:很了不起,发现了关键所在,现在朱老师希望大家自己尝试着去解决,有信心吗?
指名口答,师板书计算过程:5÷2=2(枝)……1(枝)1+1=2(枝)
师:做对的同学请举手。学以致用的能力非常棒,表扬自己!
2.出示例2(2):把8枝笔放进3个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有几枝笔?
学习要求:先尝试着独立解答,然后在小组内交流自己的想法或者用学具摆一摆。
小组汇报。(师巡视,了解学情,选择不同的两种情况指名板演)
生:8÷3=2(枝)……2(枝) 2+2=4(枝)
生:8÷3=2(枝)……2(枝) 2+1=3(枝)
师:谁是正确的呢?我们用事实来说话。
指名学生操作。
师:先把8枝笔怎么样?
生:平均分成3份,每份2枝。
师:那这剩下的2根小棒怎么办?
生:剩下的2根小棒分开放入两个笔筒中。
师:为什么剩下的2枝分开放入两个笔筒中呢?这样做的原因是什么?
生:剩下的2根小棒分开放入两个笔筒中,这样才会得到总有一个笔筒至少放进了几枝笔。
师:大家明白了吗?把8枝笔平均放入3个笔筒,每个笔筒放2枝,还剩2枝。剩下的2枝还要怎样分?还要继续平均分就可以得到总有一个笔筒至少放进几枝笔。所以把8枝笔放进3个笔筒里,不管怎么放,有一个笔筒里至少有3枝笔。也就说至少数是3。
指名学生说一说至少数为什么是3而不是4。
3.快速口答,夯实建模。
把11枝笔放进4个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少放进( )枝笔。
生口答:11÷4=2(枝)……3(枝) 2+1=3(枝)
把19枝笔放进5个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少放进( )枝笔。
生口答:19÷5=3(枝)……4(枝) 3+1=4(枝)
说说你是怎么想的?师板书计算过程。
4.深化小结。
师:那么在鸽巢原理当中,应该怎样求至少数呢?小组内先说一说,再汇报。
我们的发现:至少数=商+1
师:非常棒,至少数=商+1,而不是余数+1,理由就是因为余下的物品还要再继续平均分,得到的才是至少数。
设计意图:在学习了例1的基础上通过自主思考、小组交流产生认知冲突:至少数究竟是等于商+余数还是等于商+1?通过操作学具直观演示帮助学生理解这一教学难点。整个教学过程始终从直观操作入手,化抽象为具体,在直观感受的基础上进行建模,抽象出抽屉原理的本质,知识的获得水到渠成。
三、联系生活、运用原理
1.你能用今天所学的知识解释一下“猜牌游戏”中的奥秘吗?谁把什么看作抽屉?什么看作物品?
2.生活中的数学。
(1)在任意的13个同学中,至少有几个的属相相同?为什么?
(2)从52张扑克牌中(抽出了大、小王)至少抽出多少张牌一定能够保证有两张牌的数字相同?
四、课堂总结。
这节课的探究学习中,我们一起来经历了与德国数学家狄里克雷一样的伟大发现过程。回顾一下,你有什么收获?生活中还有很多这样的例子,老师相信你们会运用今天所学的抽屉原理去解决生活问题!
五、板书设计:
鸽巢原理
笔(枝) 物 品 笔筒(个)
抽 屉 至少数:商+1
4 3 4÷3=1(枝)……1(枝)? 总有一个笔筒至少放进( 2 )枝笔
5 4 5÷4=1(枝)……1(枝) 总有一个笔筒至少放进( 2 )枝笔?
6 5 6÷5=1(枝)……1(枝)? 总有一个笔筒至少放进( 2 )枝笔
7 6 7÷6=1(枝)……1(枝) 总有一个笔筒至少放进( 2 )枝笔
…… ……
100 99 100÷99=1(枝)……1(枝) 总有一个笔筒至少放进( 2 )枝笔
5 2 5÷2=2(枝)……1(枝)2+1=3(枝) 总有一个笔筒至少放进( 3)枝笔
8 3 8÷3=2(枝)……2(枝)2+1=3(枝) 总有一个笔筒至少放进( 3 )枝笔
11 4 11÷4=2(枝)……3(枝)2+1=3(枝) 总有一个笔筒至少放进( 3 )枝笔
19 5 19÷5=3(枝)……4(枝)3+1=4(枝) 总有一个笔筒至少放进( 4)枝笔